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维。精浆机打浆度一般控制25~28°SR,湿重6~7g。而双盘磨打浆段,则以控制打浆度为主,使其打浆度达到35~40°SR,湿重5~6g为宜。由于是以麦草浆为主抄双胶纸,所以麦草浆打浆度对混合后成浆打浆度影响较大,而木浆纤维长度对混合后成浆湿重影响较大,因此要充分重视麦草浆和木浆混合后浆料质量,一般要求其打浆度(35±2)°SR,湿重3~4g为宜。若混合后成纸匀度不好,则伸缩率增大,纸外观平整性较差。

2.3辅料的选择

2.3.1施胶剂的选择

(1).内部施胶

内部施胶是湿部化学操作的一个重要部分,其目的在于改变纤维的表面以便控制含水液体向纸内渗透。渗透通常与吸收能力、排斥能力(憎水性)以及含水液体的扩展有关。因此需注意:①在施胶压榨处理或涂布中控制水相的渗透速度;②在印刷过程中控制液体吸收或润湿;③控制多种纸板和纸板的使用能力。

内部施胶始于1807年已经经历了近两个世纪。直到20世纪80年代,大多数纸厂采用松香加明矾的基本方法进行内部施胶,但最近向合成的纤维素反应型系统(基于烷基烯酮二聚体—AKD或链烯基琥珀酸衍生物—ASA)的转变已越来越普遍。[12]

AKD即烷基烯酮二聚体,是一种反应型施胶剂。近年来,随着国产AKD中性造纸施胶剂质量提高,销售价格大幅度下降,中性/碱性造纸施胶成本与松香酸性施胶成本差距在不断缩小。AKD中性造纸已在国内推广多年, 应用技术日益成熟,同时,市场对中性/碱性纸的需求量也在迅速增加,这些都加速了我国高级文化用纸由酸性造纸向中性/碱性造纸转换的步伐。中性造纸因采用白度高的碳酸钙作填料和双组分助留系统,成纸的物理强度、白度、不透明度和印刷性能都有不同程度的提高或改善。采用AKD中性造纸,上网浆料的总保留率高,成纸的灰分含量也高,一般中性造纸成纸的灰分含量要比酸性纸高出3%~8%,相对而言每生产1t纸可以节约30~80kg造纸纤维,其综合经济效益要比酸性纸高。另外,由松香酸性造纸向AKD中性造纸转换,系统不需改造,除添置几只助剂溶解计量槽以外,不必增加其它设备,操作工艺方便简洁。

AKD 乳液可以在室温下贮存2个月。实践表明贮存温度超过 30℃或受冻,AKD 的用量是正常用量的2倍以上,若加水稀释必须在48h内用完,否则AKD会水解,失去施胶作用。

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用AKD对 23℃的浆料进行施胶,从开始取样到4h后取样的测定显示,浆料无任何施胶损失,对于50℃的浆料,施胶度损失在2h后开始,这是由于AKD水解后产生的烯酮没有施胶作用。水解程度随着pH值和温度的提高而有所增加。对于因纸机水系统的封闭而引起的纸机系统温度的提高,纤维和填料的留着率必须尽可能高。

使用全化学木浆抄造的纸,AKD施胶效果最好,掺用芦苇抄造的纸次之,掺用麦草浆抄造的纸施胶效果最差。从阳电荷需求量也可看出,麦草浆对阳电荷的需求量最大,芦苇浆次之,化学木浆最小。因为硫酸铝是价格便宜的阴离子捕捉剂ATC,对于掺用部分草浆的纸张,因草浆中含有较多的阴离子垃圾,如果预先不进行系统电荷平衡,势必加大AKD及CS、CPAM的用量,建议适当少用,以平衡浆料中的阴离子垃圾。pH值控制在 7~8,以控制在 7.5~8.0之间最优, pH值超过8.5,施胶度反而下降[15-16]。

2.3.2干强剂的选择

不同种类的淀粉已被用于提高纸的强度。最初是天然淀粉,由于它们与纤维的亲合力低,因此增加排放废水中的BOD负荷。阳离子淀粉的问世使这方面发生了巨大变化,它们的加入还可以改善一次留着率。因此,阳离子淀粉被普遍和大量采用。然而在工厂应用中发现,由于现代造纸技术较高程度的封闭循环和大量使用再生纤维所引起的惰性电解质、细料及溶解的和胶体物质的浓度增高,导致阳离子淀粉效率下降。

2.3.3助留剂的选择

在生产中采用双组分助留系统即CPAM和阳离子淀粉作为助留剂,其中,阳离子淀粉是季铵型,要求有较高的阳离子取代度,淀粉糊液具有较高的粘度和良好的稳定性;CPAM要求有较高的分子质量和较低的电荷密度。

为减轻AKD水解程度,避免造成水解和破乳,AKD常加在浓浆稀释以后及加填料之前,因为填料对几乎是 100%吸收,而纤维只能吸收大约 10%的AKD,硫酸铝加在配浆池和白水系统中,阳离子淀粉在流送系统浓浆区连续加入,CPAM加在靠近流浆箱较好,以不受任何剪切力。

2.3.4填料的选择

填料最好使用碳酸钙,因为碳酸钙可以充当缓冲剂,纸机能够很容易地在pH 7.5~8.0

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的pH 值范围内运行。但随着碳酸钙用量的增大,AKD在纸浆纤维上的有效吸附量越来越少,会造成施胶性能的下降。

2.3.5调色剂的选择

白度是双面胶版纸的一个重要指标,所谓纸张白度是指白色或接近白色的纸表面对蓝光的反射率,以相对蓝光照射氧化镁标准板表面的反射百分率表示。随着科技的发展,用户对纸张白度的要求越来越高,但纸张白度的提高对人眼睛的刺激作用也越来越大,如何在提高纸张白度的同时,改善视觉效果,保护人们的视力,是人们研究与探讨的方向。

荧光增白剂为具有共轭双键结构的有机化合物,即有能激发荧光的胺基磺酸盐基因,同时又带有能吸收紫外光的芳香胺、脂肪胺或其衍生物的基因,它能将吸收的紫外光转为蓝光,可以抵消纸浆中的淡黄色,取得显白作用,荧光增白剂不但不会降低纸张的反射强度,反而会使其有所增加,取得更高亮度。

若单一使用增白剂来提高纸张白度,势必造成成本增加,而随着增白剂用量的增加,纸张的白度趋于一个饱和值,且对人眼的刺激作用也越来越大,因此在传统造纸工艺中往往加入少量的蓝色染料—碱性湖蓝,得到良好的效果,因为一般人喜欢带蓝的白色,而不是带黄的白色。

青莲为碱性紫5BN,俗名盐基青盐,医学上称甲基紫、龙胆紫,其纯品又俗称结晶紫,是一种碱性紫色染料。

纸张纤维总是略显黄色至灰白色,即使经过漂白处理也依然如此,这是因为纸浆纤维中所含木素倾向于吸收波长在400.0~500.0nm的紫色和蓝色光谱所致。在纸浆中加入蓝紫色染料,既能起互补作用,使其在肉眼观察下反映出纯白色,又能提高纸张的不透明度,使纸张显白。经研究发现,改变过去单一使用湖蓝作助剂,而将湖蓝和青莲同时加入到纸浆中,找出最佳配比,避免了单一使用湖蓝过多造成的纸张显色,湖蓝使用过少“蓝相”不足的弊病,使纸张产生淡蓝的白色,纸张“显白”而不“显色”,将该研究在生产上推广应用,取得了较好的视觉效果,受到用户一致好评。

实验表明,同时使用碱性湖蓝和青莲,无论浆料施胶与否,纸张白度均有所提高,最佳条件是控制纸张施胶后pH值在6.5左右,将该实验运用于生产,取得了相似的结果,纸张白度稳定,不易返黄,特别是对人眼的刺激作用大为改善,取得了较好的视觉效果。

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2.3.6表面施胶剂选择

胶版纸生产中,用表面施胶改善表面强度,减少横向伸缩变形,提高产品质量。现行生产中表面施胶剂多用氧化淀粉或者氧化淀粉配少量聚乙烯醇(PVA), 施胶浓度一般在2.0%~3.0%。为了降低成本,改善平滑性能等,一些纸厂加大内部加填量,提高灰分,不同程度地存在掉毛掉粉的问题。

影响表面施胶的主要因素:

①施胶浓度:胶液浓度大,挂胶量多,但影响粘度和流动性,浓度过大,使施胶难于操作, 且容易粘缸。

②施胶温度:温度与粘度成反比关系,温度高,则粘度低,可提高施胶浓度,但受到胶辊老 化之限制, 常用温度55~65℃。

③胶液粘度:粘度高,施胶效果好,但影响流动性,粘度过高,粘缸。

④施胶剂:氧化淀粉是常用的施胶剂, 价格便宜,但粘结能力差;PVA成膜性好,纸幅挂 胶量多,粘结力强,但价格高。

表面施胶,改善了胶版纸的表面强度,提高产品质量;氧化淀粉加少量PVA可进一步增大纸的表面强度,在纸幅中加入更多的填料,以降低浆耗,尤其是表面施胶加填,可以明显增加表面强度,并且大大降低油墨吸收性,使纸页表面细腻,印后油墨光泽好,图面清晰,立体感强,同时成本还略有下降,白度得以提高, 纸页伸缩率减小,使纸上印刷机不打折,提高了产品附加值,因此不失是一种先进的施胶工艺[19-20]。

2.3.7辅料的使用及加入方式

①阳离子淀粉:糊化后配成1.5%的浓度,过筛加入配浆池中,用量0.5%。

②AKD胶:用2份清水按1∶2比例稀释,在调浆箱中计量连续加入,用量0.16%~0.25%。 ③助留剂:C-PAM溶解后配成0.05%的浓度,在流浆箱前计量连续加入,用量150~250mg/l。 ④填料:研磨碳酸钙GCC配成2%浓度后,过筛计量连续加入稳浆箱中,加填量25%。 ⑤调色剂:荧光增白剂用量VBL0.143%,碱性湖蓝用量0.001%,碱性青莲用量0.008% ⑥表面施胶剂: M(PVA)∶M(氧化淀粉)为1∶2;施胶工艺为先将熬好的氧化淀粉 及PVA胶中混合, 调节到15%~18%的浓度,温度控制在60℃,施涂液位尽可能高且稳定, 控制适当的回流量。

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